Atividade 2

Atividade 2
O conector USB alimenta seus dispositivos com 5V e 1A. Num certo produto portável, se
deseja que esta tensão seja fornecida a partir de uma bateria de 1,5V. Para isso, será utilizado
um conversor Buck-Boost com o objetivo de elevar a tensão da bateria de 1,5V para 5V. O
circuito do conversor está ilustrado na figura abaixo.
Será utilizado um MOSFET com Ron=8mΩ, e um diodo Shottcky cuja queda de tensão VD=0,4V.
A resistencia (RD) do diodo pode ser desprezada.
Responda as seguintes questões:
Questão 1: Derive um circuito equivalente que modele as propriedades CC deste conversor.
Inclua as perdas no cobre do indutor (RL), assim como as perdas por condução no transistor e
no diodo, e ignore qualquer outra forma de perda. O modelo deve descrever corretamente a
etapa de entrada do conversor.
Se necessário, manipule o modelo para que possa ser representado da seguinte forma.
A grandeza IL é a componente CC da corrente do indutor.
A relação de transformação é unicamente função da razão ciclica (D), entanto que, os
elementos de perda efetiva Re e Ve são funções do ciclo de trabalho (D) e os elementos de
perda.
Expresse o valor de m1 em função do ciclo de trabalho.
Questão 2: a resistência efetiva Re, depende unicamente das perdas resistivas do conversor.
Utilize o modelo para determinar uma expressão para Re.
Questão 3: a fonte efetiva Ve também modela as perdas no conversor. Determine uma
expressão para Ve.
Questão 4: Expresse o valor de m2 em função do ciclo de trabalho.
Questão 5: Derive uma expressão que relaciona V/Vg. Expresse os resultados em termos de
Vg, D, RL, Ron, Vd e R.
Questão 6: Derive uma expressão para a eficiência deste conversor. Expresse o resultado em
termos de Vg, D, RL, Ron, Vd e R.
Questão 7: Se deseja que a eficiência do conversor seja ao menos 85% em condições nominais,
isto é, quando a tensão de entrada é 1,5V e a tensão de saída é 5V com 1A. Qual deve ser o
valor máximo da resistência do indutor?
Questão 8: Para a questão anterior, qual é o ciclo de trabalho?
Data de entrega: 15-03-2017 (entregue em sala de aula)